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低聚酚类杂化聚合物阻尼材料的改性研究

贺攀  
【摘要】:高分子有机杂化阻尼材料具有很高的损耗因子(tan δ)和很宽的阻尼温域,同时具有阻尼峰位置可调等优点,具有优良的降噪减振性能,能满足实际应用的需要,近年来引起了人们广泛的关注。 本论文采用丁腈橡胶(NBR),丙烯酸酯橡胶(AR)和氯化丁基橡胶(CIIR)为基体,研究了酚类低聚物MPDI(4-甲基-苯酚与二环戊二烯和异丁烯的反应产物)和不同结构的酚醛树脂(PF)对聚合物基体阻尼性能的影响;同时加入无机层状填料,如云母(M)和蛭石粉(VMT),以及炭黑(C),碳酸钙(Ca)制备了一系列聚合物阻尼材料,同时加入硫磺(S)硫化,采用动态热力学分析(DMA)、红外分析(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)等对体系的性能进行了表征。 研究发现,低聚酚MPDI与AR、NBR和CIIR之间形成了氢键作用,MPDI加入后,能显著的提高各基体的tan δ值,拓宽阻尼峰宽。由于基体极性的不同,在NBR/CIIR和AR/CIIR混合体系中,MPDI易于分散在AR组分和NBR组分中,导致AR和NBR组分的玻璃化温度升高,但是CIIR阻尼峰位置却没有明显的变化,阻尼温域显著拓宽。当AR/CIIR/MPDI的质量比为30/70/10时,损耗因子tan0.3的阻尼温域达到了100.2oC。 PF能和NBR、CIIR形成氢键作用,提高它们tan δ值,拓宽其阻尼峰宽。在NBR/CIIR共混基体中,PF能选择性的分散在NBR组分里面,定向的拓宽阻尼温域。与对叔丁基苯酚甲醛树脂(PF2)相比,苯酚甲醛树脂(PF1)对NBR阻尼性能的提高要更加明显,但是对壬基酚醛树脂(PF3)加入到NBR中,损耗因子降低,玻璃化温度也降低。。 层状结构无机填料云母和蛭石粉能显著提高材料的损耗模量,但是损耗因子降低,损耗峰略微向高温处移动。在NBR/PF1(100/40)基体中加入无机填料云母、蛭石粉、碳酸钙和炭黑后损耗模量和储能模量进一步提高,硫化后的体系高温阻尼性能显著提高。


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